通常模具用钢都接纳合金东西钢、碳素东西钢和高速东西钢，其淬火后的构造重要是孪晶的亚布局，有显微裂纹的高碳针状、片状马氏体。由于含碳量较高，碳化物形成元素较多，钢中不行制止的会存在网状、带状和链状碳化物，每每造成模具在利用中脆性断裂。由于低碳马氏体亚布局是位错，具有较高的强度(硬度为 45HRC～50HRC，屈服强度为1000MPa～1300MPa)、精良的塑性(δ5≥10%，ψ≥40%)和韧性(AKV≥59J)以及精良的冷加工性、可焊性和热处置处罚畸变小等长处。因此，怎样使模具钢的淬火构造中得到更多的、乃至全部低碳马氏体，是进步模具强韧性、延伸模具利用寿命的要害。现在生长偏向是低碳布局钢的淬火构造盼望得到全部板条马氏体，以包管高的强韧性；对高碳钢偏向于低落碳含量或只管即便低落淬火温度来淘汰孪晶马氏体数目，以包管质料的韧性；对中碳合金钢则偏向于接纳高温淬火，得到较多或全部低碳马氏体构造，来进步断裂韧性。
　　一、低碳马氏体在塑料模具中的应用

　　1、低碳马氏体渗碳型塑料模具钢

　　低碳钢、低碳合金钢模具在成形后举行渗碳、淬火和低温回火，使模具外貌得到高碳细针状回火马氏体+颗粒状碳化物+少量残留奥氏体，心部构造重要为低碳马氏体。从而包管了模具外貌具有高硬度(58HRC～62HRC)、高耐磨性，而心部具有较高的强韧性(30HRC～45HRC)，用于制造种种要求耐磨性精良、形状庞大、蒙受载荷较高的塑料成形模具。

　　2、超低碳冷挤压成型塑料模具钢

　　外洋遍及应用超低碳钢冷挤压成型工艺要领制造塑料模具。由于必要冷挤压成型，除碳含量较低外，经软化退火后，硬度较低(≤160HBS，挤压庞大型腔时≤130HBS)，分外得当于冷塑性变形。这类钢在冷挤压成型后举行渗碳、淬火、回火。因此具有生产服从高、制造周期短、模具精度高等长处。典范的钢种有美国P系列低碳模具钢、德国X6CrMo4钢(≤0.07%C，质量分数，下同)和国产LJ-08Cr3NiMoV钢(≤0.08%C)。

　　3、低碳马氏体钢(≤0.25%C)强韧性型塑料模具钢

　　低碳马氏体钢包罗低碳碳素钢和低碳合金钢经低碳马氏体猛烈淬火处置处罚后，得到强韧性较高的低碳马氏体构造，代替中碳钢调质处置处罚或低碳钢渗碳、渗氮处置处罚，实用制造种种塑料模具，可明显收缩模具制造周期，低落制造本钱，进步利用寿命，在塑料模具热处置处罚中遍及应用。

　　4、低碳马氏体时效硬化型塑料模具钢

　　(1)低碳马氏体时效硬化钢

　　该钢具有较高的屈强比，精良的切削加工和焊接性能和热处置处罚工艺简朴等长处。典范钢种是超低碳18Ni钢系列(≤0.03%C)，由于18Ni钢代价昂贵，在海内很少利用。比年来开辟的06Ni6CrMoVTiAl(简称06钢，≤0.06%C)，属低镍、低碳马氏体时效硬化钢。该钢经 800℃～880℃加热，水或油冷却固溶处置处罚，(500～540)℃(4～8)h时效处置处罚后的构造为低碳马氏体+析出强化相Ni3Al、Ni3Ti、 TiC和TiN，硬度为42HRC～45HRC，屈服强度1100MPa～1400MPa。06钢通常用来制作的收录机磁带盒模具，其均匀寿命>110万件，是一种有生长前程的钢种。

　　(2)国产低碳马氏体析出(沉淀)硬化钢

　　典范钢种为25CrNi3MoAl和10Ni3MnCuAl(简称PMS)，实用于制难堪刁难变形率要求<0.05%，镜面要求或外貌要求光刻斑纹工艺的细密镜面塑料模具。此中25CrNi3MoAl钢经830℃固溶处置处罚后，硬度可达50HRC，540℃4h时效处置处罚后，硬度为 39HRC～42HRC；PMS钢经870℃1h固溶处置处罚，510℃4h时效处置处罚后金相构造为低碳马氏体基体上弥散漫衍大量微小金属间化合物，其硬度为40HRC～43HRC，抗拉强度为1000MPa～1300MPa。

　　5、低碳马氏体耐蚀型塑料模具钢

　　(1)低碳马氏体不锈钢

　　重要钢种为2Cr13钢(0.16%～0.25%C)和1Cr17Ni2钢(0.11%～0.17%C)，实用于制造在腐化介质作用下的塑料模具，透明塑料成品模具。

　　(2)低碳马氏体析出(沉淀)硬化型不锈钢

　　典范钢种为国产07Cr16Ni4Cu3Nb钢(≤0.07%C，简称CR)，该钢经1050℃淬火后得到单一的低碳马氏体构造，硬度为 32HRC～35HRC，可以直接举行切削加工；经460℃～480℃时效处置处罚后，硬度为42HRC～44HRC，精良的力学性能和抗蚀性。比方聚三氟氯乙烯阀门盖模具，原接纳45钢镀铬处置处罚模具，利用寿命为1000～4000件，后改用低碳马氏体PCR钢，寿命可达10000～20000件。

　　二、低碳马氏体在冷作模具中的应用

　　1、低碳钢冷作模具的低碳马氏体猛烈淬火

　　一些国度已在冷作模具钢尺度中参加了低碳马氏体钢(≤0.25%C)，比方在ISO4957.1999《冷作合金东西钢》中有下列钢种：5CrMo4钢(≤0.07%C)、7CrMoNi2钢(≤0.10%C)、20Cr13钢(0.16%～0.25%C)；德国东西钢种：21MnCr5钢(0.16%～0.24%C)、X6CrMo4钢(≤0.07%C)、15NiCr18钢(0.10%～0.17%C)。

　　海内也有不少应用低碳马氏体钢猛烈淬火工艺制造冷作模具的实例。

　　(1)20钢锯齿锁紧垫圈冲模该冷冲模用于冲压65Mn钢带(179HBS～217HBS)。原接纳T10钢(48HRC～50HRC)，利用寿命<1500次；后接纳Cr12MoV钢(48HRC～50HRC)，利用寿命3000次；而接纳20钢(46HRC～48HRC)，利用寿命高达3～4万次，其处置处罚工艺为：(91010)℃加热，10%NACL盐水冷却，不回火直接利用，并且本钱低廉。

　　(2)Q235钢剪板机刀片螺栓锻件胎模冲头曾选用GCr15、9SiCr、T8及45钢，由于工件有咬模、粘模征象产生，锻坯很难从模具中冲出，致使冲头产生塑性变形、弯曲和断裂，寿命较短，每10件冲头约冲螺栓800～1200件；而接纳Q235钢做冲头质料，经950℃5min盐炉加热，10%NACL盐水冷却淬火后不回火直接利用，硬度为36HRC～40HRC，每10件冲头能冲螺栓2000件以上，并且失效情势为塑性变形，消除了冲头利用中破裂征象，包管了操纵者的人身宁静。

　　(3)20CrMnTi钢压抑铝套冷挤压模D16、D20型压抑钢丝绳铝套冷挤压模原接纳CrWMn钢淬火回火后，硬度为 45HRC～50HRC，只管硬度要求在冷挤压模中较低，但是由于CrWMn钢碳化物不均匀性比力严峻，很难制止网状、带状碳化物，因此造成崩刃、开裂而早期失效，利用寿命仅为1000多件，有的仅几百件乃至几十件。选用20CrMnTi钢制作D16、D20铝套冷挤压模，经950℃加热盐水淬火后，不回火直接利用，模具硬度为46HRC～48HRC，压抑铝套2000多件，仍在继承利用。

　　(4)20Cr钢冷作模具该钢经渗碳淬火外貌强化处置处罚后，可使模具外貌得到细针状回火马氏体，硬度为58HRC～62HRC；心部得到低碳马氏体构造，硬度35HRC～40HRC，基体强韧性高，可满意冷作模具高硬度、高强度、高韧性的利用性能要求。比方，汽车软管锌合金讨论八角模冲头，硬度要求58HRC～62HRC。原接纳Cr12MoV钢制造的八角模的寿命很短，每每不到2000件就断裂；把冲头质料换成20Cr钢并经渗碳处置处罚后，渗层深 1.0mm～1.2mm，硬度为60HRC～62HRC，利用寿命进步到3万件。

　　2、中碳合金钢冷作模具的低碳马氏体高温淬火

　　对付中碳合金钢冷作模具，可以通过进步奥氏体化温度，使奥氏体晶粒越发均匀细化，碳含量趋于淘汰，Ms点升高，从而得到更多的低碳马氏体构造，进步模具的强韧性，有利于延伸冷作模具的利用寿命。

　　(1)5CrMnMo钢冷镦机螺母冷镦模的高温淬火将5CrMnMo钢的淬火温度进步到900℃～950℃，可得到险些是单一的低碳马氏体构造。比方，用5CrMnMo钢制作的Z41.24型多工位冷镦机螺母冷镦模，经900℃～930℃加热，180℃分级淬火，200℃2次低温回火处置处罚后，利用寿命比Cr12MoV钢的进步2.6倍，可完全代替T10A、9CrSi、Cr12MoV钢制造较大截面的冷镦模。

　　(2)60Si2MnA钢冷镦螺帽4序冲模的高温淬火60Si2MnA钢在高温淬火后，构造中板条马氏体数目增多，乃至可以得到全部板条马氏体构造，有较高的断裂韧度、打击韧度和精良的耐磨性。60Si2MnA钢制冷镦螺帽4序冲模，经920℃～950℃淬火后，利用寿命比正常温度淬火的模具进步了2倍左右。

　　(3)5CrW2Si钢冷剪切模的高温淬火5CrW2Si钢冷剪切模，经950℃淬火和250℃回火后，得到板条马氏体加少量均匀细化的碳化物和漫衍在板条马氏体界限的微小残留奥氏体的构造，可明显进步冷剪切模剪刃的强度和韧性，寿命进步1.5～5倍。

　　3、高碳钢冷作模具的低碳马氏体低温淬火

　　高碳钢冷作模具淬火温度愈低，奥氏体固溶碳含量也愈低，Ms温度愈高，低碳马氏体数目愈多。因此模具具有较高的耐磨性和强韧性，变形和开裂的几率很小。

　　(1)T10A钢冷镦模低温短时加热淬火T10A钢冷镦模(光冲)，按原工艺(780℃20min盐浴加热淬火)处置处罚时得到孪晶马氏体构造，存在显微裂纹，在打击载荷作用下，由于韧性差，常产生崩刃。现接纳750℃14min盐浴加热淬火，200℃回火处置处罚后，可以得到微小的片状马氏体和 50%(体积分数)以上的低碳马氏体，淘汰了显微裂纹，在包管高硬度的同时，具有较高韧性，从而进步利用寿命近一倍。

　　(2)CrWMn钢制小型模具的低温淬火一样通常用CrWMn钢制造生产腕表用的小型凸模，常通例热处置处罚后模具的利用寿命为1000～10000 次，破坏情势多为局部崩刃或整个头部断裂。CrWMn钢制小型凸模的低碳马氏体强韧化处置处罚工艺为：700℃10min预热，.790℃(3～4)min盐浴炉加热，在180℃石腊中等温15min后，空冷，硬度为59HRC～61HRC；200℃2h回火后，硬度为 58HRC～60HRC，模具的刃磨寿命可达1～2万次，总寿命可达10～20万次。且在利用中不易产生崩刃及断裂征象，表现出有极高的断裂抗力。

　　(3)7Cr7Mo3V2Si(LD)钢冷挤压凸模的低温淬火LD钢冷挤压凸模，按通例工艺1100℃～1150℃加热淬火处置处罚后，利用寿命仅 3000～4000次。改用1050℃25min盐浴加热油冷和200℃2.5h回火后，得到板条马氏体+弥散碳化物构造，硬度为 60HRC～61HRC，利用寿命进步到2万次。

　　三、低碳马氏体在热作模具中的应用

　　热作模具钢经高温加热可使钢中的合金碳化物大量溶入奥氏体中，进步了基体的热强性和热稳固性，同时，相应地进步回火温度，可使构造中板条马氏体的份额有大幅度增长，断裂韧度和小能量多冲寿命有所进步。要是加热温度选择得当，则打击韧度和塑性仍能连结在肯定程度上，从而可使热作模具的利用寿命大幅度进步。因此，现在热作模具的淬火加热温度有向高温生长的趋向。热作模具钢的别的一个生长趋向是降碳、低碳化。现在有的国度已在热作模具钢尺度中参加了低碳马氏体钢(≤0.25%C)。比方，美国H25钢(≤0.25%C)、德国21CrMo10钢(0.16%～0.23%C)、法国 20MoNi34.13钢(0.18%～0.23%C)等。对付形状简朴，生产批量小和交货期短的产物零件，可以选用低碳合金布局钢，分外是高温强度好、抗蠕变性能好的20CrMo，20CrMnMo等含Mo的低碳低合金耐热布局钢制造热作模具，直接举行低碳马氏体猛烈淬火。

　　1、3Cr2W8V钢热作模具的高温淬火3Cr2W8V钢热作模具接纳高温淬火和高温回火工艺处置处罚后，可得到更多的板条马氏体构造，有较高的回火稳固性、高温强度、高温耐磨性和热委顿性，可明显进步模具寿命。用3Cr2W8V钢制M1250的圆柱螺柱(质料为40Cr)热锻模，接纳 1180℃加热淬火，640℃2h2次回火后，可以得到90%以上的板条马氏体，均匀利用寿命由3000～5000件进步到3～4万件。

　　2、5CrNiMo钢锤锻模的高温淬火5CrNiMo钢制作的480mm450mm295mm的锤锻模，原热处置处罚工艺为860℃5h油淬和500℃10h回火，硬度为42HRC。锻打齿轮毛坯2500件时，锻模便产生塑性变形，需修模后方可继承利用。改用新工艺，900℃5h油淬，500℃10h回火，硬度为43HRC，锻打同样的齿轮毛坯8100件仍可继承利用。海内其他工场的试验评释，将淬火温度由860℃进步到 960℃，锻模的利用寿命可以大概进步2.5倍。

　　3、热作模具高温双重淬火处置处罚4Cr5MoSiV1钢高温双重淬火工艺为：1160℃淬火+720℃回火+1050℃淬火+350℃回火。双重淬火可减小未溶碳化物尺寸和体积分数，使碳化物颗粒间距增大。当第二相颗粒均匀间距增大时，可使断裂韧度增大。高温淬火可明显淘汰孪晶马氏体，增长位错马氏体，使模具具有高的断裂韧度。因此，高温双重淬火与平凡淬火(1020～1050)℃相比，断裂韧度可进步30%～40%，有利于进步热作模具钢的委顿裂纹的扩展抗力和热委顿开裂的抗力，使模具具有良好的热委顿性能，从而进步热作模具的利用寿命。

　　4、20Cr钢热锻模的低碳马氏体猛烈淬火拉索冷铸锚杯索节扣体是斜拉桥要害受力牢固端件，技能要求必须是模锻件。由于条约订货数目仅88 件，因此接纳强韧性高、耐打击、有肯定热强性的20Cr钢制造索节扣体热锻模。其加工工艺流程为：下料—铸造—铸造余热正火(形变正火)—粗加工—淬火、回火—精加工。热处置处罚工艺为：920℃加热，10%NACL盐水淬火，430℃回火。该工艺不但消除淬火软点，进步模具淬透性，并且可以进步模具屈服强度和打击韧度，包管模具利用寿命。经上述工艺处置处罚后的索节扣体热锻模，均匀硬度40HRC，金相构造为较细板条马氏体，圆满地完成了条约使命。

　　5、Q345B钢铆焊热锻模的低碳马氏体猛烈淬火XKJ44.5mm～48mm大型运动场馆斜拉钢丝缆索浇铸讨论体是模锻件(质量 98.5KG)，由于批量仅40件，选用厚度40mm的Q345B钢板，接纳铆焊的工艺要领，将7层板制成400mm400mm290mm的热锻模。工艺流程为：下料—钻孔—铆接—焊接—机加工—淬火—钳修。经箱式炉950℃快速加热(20s/mm)，盐水深冷淬火冷却，不回火直接利用。模具均匀硬度 46HRC，完成40件后，仍能继承利用。